شبیه سازی پارامترهای موثر در انتقال غیرعادی الکترون در رانشگر اثر هال با استفاده از روش PIC
محل انتشار: مجله پژوهش فیزیک ایران، دوره: 22، شماره: 4
سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 109
فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_PSI-22-4_023
تاریخ نمایه سازی: 28 خرداد 1402
چکیده مقاله:
در این مقاله با استفاده از روش ذره در سلول (PIC) رفتار ذرات پلاسما در داخل محفظه رانشگر اثر هال شبیه سازی شده و بر حسب نتایج آن، پارامترهای موثر بر تحرک پذیری الکترون ها و انتقال غیر عادی آنها استخراج شده است. رانشگرهای اثر هال، یکی از انواع سامانههای پیشران الکتریکی است که در سفرهای فضایی، جهت رانش ماهواره ها و فضاپیماها کاربرد دارند. این نوع رانشگرها از میدان مغناطیسی و الکتریکی عمود بر هم، برای محصور کردن الکترون ها برای ایجاد نیروی پیشران استفاده می کنند. حضور میدان مغناطیسی عمود بر میدان الکتریکی باعث سوق الکترون ها در جهت سمتی می شود. در حالت آرمانی انتظار می رود الکترون ها یک حرکت سمتی (حول محور رانشگر) داشته باشند و الکترون ها در دهنه رانشگر کاملا محصور می شود. اما در تجربه مشاهده می شود که الکترون ها در سایر راستاها نیز حرکت می کنند، که انتقال غیرعادی الکترون نامیده می شوند. این رفتار باعث می شود که الکترون ها به طور کامل در دهنه محصور نشوند و در نتیجه اتلاف و کاهش بازده و همچنین خوردگی دیواره مشاهده می شود. دو ساز و کار عمده برای ایجاد این جریان الکترونی پیشنهاد شده است که اولی مربوط به اندرکنش الکترون با دیواره و دومی مربوط به نوسانات پلاسما از جمله ناپایداری سوقE×B است. رانشگر باید طوری طراحی شود تا شرایط بهینه برای کنترل این رفتارها فراهم شود. برای این کار، با استفاده از شبیهسازی ها نشان داده شده است که مقادیر بهینه برای محصور کردن الکترونها، با میدان مغناطیسی بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ گوس، ولتاژ مناسب برای شتاب دادن الکترون بیشتر از ۳۰۰ ولت، چگالی بهینه پلاسما و گاز خنثی به ترتیب cm-۳ ۱۰۱۱×۲ و cm-۳ ۱۰۱۴×۱ است.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
زهرا اسدی
دانشکده فیزیک دانشگاه یزد، یزد
محمدمهدی شفیع
پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران ، تبریز
مرتضی فرهید
پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران ، تبریز
معصومه کیانتاژ
پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران ، تبریز
محمدرضا مراد
دانشکده مهندسی هوا و فضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :